در این مجله تخصصی تصفیه آب و تجهیزات وابسته به آن پیامبر آب تصمیم داریم در مورد نحوه ی احیای رزین تبادل یونی، مزایای این فرایند و نکته های مهم در مورد این موضوع توضیح دهیم . رزین های تبادل یونی حاوی یون های آزاد و نامحلول هستند که ، قادرند با یون های دیگر در محلول هایی که با آنها تماس دارند مبادله شوند. این تبادلات بدون هیچ گونه تغییر فیزیکی در ماده تبادل یونی انجام می شود. رزین های تبادل یونی در چندین دسته تقسیم بندی می شوند و هر کدام با هم متفاوت هستند. برای اطلاعات بیشتر د راین زمینه پیشنهاد می کنم مقاله تفاوت رزین آنیونی کاتیونی را مطالعه کنید.
نحوه ی احیای رزین تبادل یونی:
مرحله شستشوی معکوس
- مواد فیلتر را بشویید تا مواد جامد معلق را تمیز و جدا کند
- باقیمانده ها روی دانه های تبادل یونی و همچنین دیواره های ستون فیلتراز بین می روند و دانه های رزین دوباره توزیع می شوند.
- در پایان فرآیند شستشوی معکوس آب تخلیه می شود.
مرحله تزریق احیا کننده
- محلول احیا شده از مخزن با سرعت کم به ستون تبادل یونی پمپ می شود.
- این فرآیند شستشوی خیلی پایینی داردو محلول بازسازی با مهره های پلاستیکی تماس پیدا می کند و فرآیند بازسازی را انجام می دهد.
- در پایان فرآیند، آب تخلیه می شود.
مرحله شستشوی احیا کننده
- آب به داخل ستون مبادله کشیده می شود و فرآیند شستشوی احیا کننده با سرعت کم انجام می شود تا به ذرات رزین آسیبی وارد نشود.
- این فرآیند زمانی انجام میشود که هر نوع محلول بازسازی به سیستم تزریق شود.
- آب پس از این فرآیند از طریق خط تخلیه فاضلاب تخلیه می شود.
مرحله برگشت آب به مخزن احیا
- آب به ستون فیلتر پمپ می شود و چرخه شستشو تا زمانی که به کیفیت مورد نظر برسد ادامه می یابد و سپس به مخزن بازسازی بازگردانده می شود.
- سیستم نرم کننده آب تبادل یونی Nam Viet نصب شده در دیگ آبجوسازی Heineken Vung Tau
طبقه بندی فرآیند بازسازی رزین تبادل یونی
در سیستم های تبادل یونی اغلب از یک یا چند نوع رزین تبادلی استفاده می شود.هنگامی که سیستم کار می کند، آب وارد می شود، از ستون تبادل یونی عبور می کند و واکنش تبادل را انجام می دهد.
بسته به مسیر محلول بازسازی، به دو نوع تقسیم می شود:
روش بازسازی با جریان
- با این روش، فرآیند تماس تبادل و فرآیند بازسازی در یک جهت از بالا به پایین ستون انجام می شود.
- کاتیون های اسیدی قوی یا آنیون های باز قوی نیاز به بازسازی یکنواخت دارند. اگر به طور کامل بازسازی نشوند، رزین های تبادلی می توانند یون های ناخالصی را در طول تصفیه به داخل آب نشت کنند.
- این نقطه ضعف روش بازسازی جریان یکسان است
روش بازسازی جریان متقابل.
- جریان محلول بازسازی برخلاف جریان فرآیند تماس، خواهد بود.
- به دلیل جریان معکوس، محلول احیا با لایههای پلاستیکی تماس پیدا میکند و آنها را کاملاً بازسازی میکند، با نشت کمتر آلایندهها، آب تصفیهشده دارای خلوص بالاتر و میزان احیاکننده مصرفشده است. کمتر از.
- با این حال، این روش زمانی واقعاً مؤثر است که لایه رزین در طول فرآیند تبادل در جای خود نگه داشته شود.
مواد مورد استفاده در بازسازی رزین های تبادل یونی:
-
بازسازی کننده گرانول کاتیونی اسیدی قوی
رزینهای تبادل کاتیونی اسیدی قوی اغلب توسط موارد زیر بازسازی میشوند:
سدیم کلرید NaCl | رایج ترین ماده احیا کننده در سیستم های تبادل یونی نرم کننده آب است زیرا ارزان و به راحتی در دسترس است. |
کلرید پتاسیم KCl | زمانی که وجود Na پس از نرم شدن در آب مورد نظر نیست. یک جایگزین رایج برای NaCl است |
کلرید آمونیومNH4Cl | معمولاً در کاربردهای گرمایش کندانسور استفاده می شود |
هیدروکلریک اسید HCl | یک احیا کننده موثر است و به طور گسترده در کاربردهای جداسازی استفاده می شود. |
اسید سولفوریک H2SO4 | جایگزینی برای HCl، ارزانتر، کم خطرتر اما واکنش پذیرتر است |
-
بازسازی کننده گرانول کاتیون اسید ضعیف
- برخی از مواد احیا کننده را می توان به شرح زیر نام برد:
- – اسید HCl
- – اسید H2SO4 در غلظت های پایین
- – اسید استیک CH3COOH
- – اسید سیتریک C6H8O7
-
عامل بازسازی رزین آنیون پایه قوی
- رزین های تبادل آنیون پایه قوی اغلب با استفاده از NaOH بازسازی می شوند، که همیشه ماده انتخابی برای استفاده در کاربردهای دمینرالیزاسیون است.
-
عامل بازسازی رزین آنیون پایه ضعیف
- – NaOH
- – NH3
- – Na2CO3
- – محلول های آهک
چه زمانی احیای رزینهای تبادل یونی مور نیاز است؟
زمان احیای رزینهای تبادل یونی بستگی به میزان استفاده و شرایط کاری آنها دارد. برخی از رزینهای تبادل یونی ،میتوانند سالها بدون نیاز به بازسازی استفاده شوند. اما به طور کلی، وقتی که کارایی رزینهای تبادل یونی، کیفیت آب تصفیه شده یا بهبود فرآیند تولید کاهش مییابد، به احیای مجدد آنها نیاز است. بهترین راه برای تعیین زمان احیای رزینهای تبادل یونی و کاتیونی چک کردن نیازها و عملکرد آنها است.
مزایای احیای رزین های تبادل یونی:
علاوه بر ویژگی های منحصر به فردی که دانه های رزین نسبت به سایر مواد دارد، استفاده مداوم و طول عمر بالای آنها از مهم ترین دلایل برای کاربرد زیاد در صنعت می باشد. به عبارت دیگر، به دلیل امکان بازگرداندن یون های مبادله شده در فرآیندهای بازیابی و احیا، استفاده از رزین کاملا مقرون به صرفه است. در غیر این صورت استفاده از این مواد پلیمری در بسیاری از صنایع توجیه اقتصادی نخواهد داشت. علاوه براین، عملیات احیای رزین آنیونی و کاتیونی به ندرت منجر به آسیب های جدی به رزین و از بین رفتن آنها میشود.
نکات مهم در احیای رزین آنیونی و کاتیونی:
- دمای آب تاثیر بسیار زیادی بر روند احیا و نشت سیلیکای تجمع یافته روی رزین ها دارد. چه بسا بهتر است دمای آب حدود 40 درجه و یکنواخت باشد.
- مقدار اسید و سود مورد استفاده برای احیا به مقدار آلاینده های انباشته شده و مقدار رزین ها بستگی دارد.
- مدت زمان تماس مواد شیمیایی با دانه های رزین باید با دقت بر اساس دمای آب، نوع و مقدار آلاینده ها و یون های از دسته رفته تعیین گردد.
در طول انجام احیای رزین تبادل یونی چه اتفاقی می افتد؟
تبادل یونی در حذف آلاینده های محلول مانند سختی و کلرید و بسیاری موارد دیگر کارآمد است. با این حال، مشاهده می شود که برخی از سیستم های تبادل یونی در طول زمان کارایی کمتری دارند، اما نه به دلیل طراحی کارخانه. چیزی که اکثر کارکنان سایت با سیستمهای تبادل یونی نمیبینند، اهمیت عملکرد صحیح روزانه و شیوههای تعمیر و نگهداری است که شامل روشهای بازسازی مناسب است.
در سیستمهای تبادل یونی، رزینها در طول زمان و با ادامه فرآیند خسته میشوند. وقتی این اتفاق میافتد، تقریباً تمام مکانهای فعال روی رزینها مملو از آلایندهها میشوند و مانع از اتصال بیشتر آنها به یونهای دیگر میشوند. یعنی بقیه آلودگی ها از آب خارج نمی شوند. در این مرحله، برای حذف یون هایی که قبلاً روی رزین ها چسبیده بودند، بازسازی لازم است.
نکته:
در نظر داشته باشید که قبل از انجام این فرایند تمام نکات و دستورالعمل های احتیاطی و مناسب برای احیای تبادل یونی را در نظر بگیرید تا با مشکل خیلی کمتری مواجه شوید.